数字电路课程设计--数字秒表

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1、数字电路课程设计数字秒表数字电路课程设计——数字秒表按照数字电路课程设计的要求，我们试验小组于1月4日开始着手，经过5小时的设计、连接与调试，最终调试成功，又经过几次的线路优化和改进，达到了令人满意的效果。本次电子线路课程设计，将设计并制作出一个简单的电子秒表，来加深对各种电子器件功能的理解．功能简介:此秒表的计时精确度为0.01秒，记时范围为00:00~59:99秒.在此基础上，我们又在电路中加了一个与秒记时位同步的二极管，其可以随着秒记时位的变动来闪烁．各种控制功能如下，启动：此功能来控制计时的开始，并且在计时暂停状态时可用来继续在先前计时的基础上进行累计计时．暂停：此功能可

2、在计时结束时来控制计时停止．清零：此功能用来把秒表的计时置为零，为下次计时做好准备．按键分配及其功能:此电路共使用按钮开关和接触开关各一个：按钮开关用来控制启动／暂停功能，当按一下开关时电路启动，开始计时．再次按开关时停止计时，此时显示器显示所计时间．若在暂停状态再次按此开关，电路在先前计时的基础之上继续计数。主要元器件：元器件名称：数目：74LS163四位二进制同步计数器474LS00四2输入与非门4CD4511七段译码器4LED七段显示器　4555器件1-5-数字电路课程设计数字秒表电阻8电容1发光二极管1工作原理:对电路设计要求进行细致的分析便可知，此秒表总体可分为三个模块

3、：模6000计数器、100Hz脉冲信号发生器和对各种功能的控制线路．模6000计数器可以用同步计数器74LS163级联而成，然后通过CD4511七段译码器译码，最终由七段显示器显示计数结果；100Hz脉冲信号发生器可以由555定时器构成多谐震荡器来实现；控制线路可以通过计数器的各种功能脚来实现，也可以通过控制脉冲的通断等方式来达到控制目的．电路设计方案:　⑶.模6000计数器：对于计数器，我们采用四片74LS163通过同步级联（既都使用同一脉冲信号）的方式实现（其部分电路图如下），低位(Ⅰ)通过QA和QB端来控制自身的清零，既当计数到９（其BCD码为1001）时清零，在下个脉冲到

4、来时进行清零．同时,其控制清零端取反之后还要控制其高位变为计数状态,以向高位进位;对于高位(Ⅱ),也采用QA和QB端来进行控制清零，与低位不同的是控制端上要加上低位的清零控制信号，达到只有在本位为9和低位为9同时满足的情况下才清零；端口A和端口B预留做控制线路使用，端口C加脉冲信号，端口D实现向(Ⅱ)的高位输出控制信号，端口E来连接另外两个74LS163的LOAD’脚．由于另外两个计数器可采用同样的方式连接，-5-数字电路课程设计数字秒表且工作原理与此两位计数器基本相同,故在此不再进行说明．⑵.100Hz脉冲信号发生器：脉冲信号发生器可由555定时器构成多谐震荡器来实现，其电路图

5、如右所示。图中的C端口接计数电路图中的C端。通过查找相关材料可知，此电路产生脉冲信号的频率为由于材料有限，我们使用了比较接近要求的电阻和电容，来大致实现秒表的计时功能。⑶.控制线路：控制线路的原理图如下所示，图中的A和B端口分别接计数电路图中的A和B端口，当按钮开关断开时，计数器（Ⅰ）的ENT端为高电位，既计数器处于计数状态，秒表进行计数；当按钮开关闭合时，ENT端为低电位，计数器停止计数，由于计数器（Ⅰ）停止计数，则后续计数器也停止计数，既秒表处于暂停状态；若暂停时在断开按钮开关，可知秒表继续记时。当接触式开关接触时，B端点为低电位，此时每个计数器的LOAD’端有效，由于每个计

6、数器上的脉冲依然存在，所以计数被置为零，实现了清零的功能。⑶.完整电路图：　　　最终能实现所要求的电路图如下，-5-数字电路课程设计数字秒表-5-数字电路课程设计数字秒表设计感想:在此次数字电路课程设计中，我们并不是一帆风顺，起先以为在EWB上仿真通过就可以轻松的连线了，其实不然，连线和调试才是最重要的环节。在连线过程中不仅仅需要考虑每一个元器件的摆放位置而使的连线变的方便容易，同时还需要考虑其美观性，而调试更是一项艰苦的工作。我们在调试中就遇到了许多困难，例如当我们第一次接通电源后，发现最低位是1、2、3、4、5、6、7、8、9、0循环，但在0和1之间却要间隔几秒，经过半个小时

7、的调试也没能发现原因，最后我们决定更换器件，就在这时，我们发现74LS00的八脚没有接地，就这样一个问题迎刃而解了;在对清零模块的调试中,经过反复的试验和论证,最终我们选择了采用置数的方式,这样就大大的减少了电路的复杂性;在对暂停模块的设计中,我们也有两套方案,一种是切断CP脉冲，另一种是利用74163器件自身带的保持功能,最后我们采用了后者,这样可以使电路运行更稳定。总之，我们坚定步伐，稳扎稳打，将困难逐个解决，最后达到令自己满意的效果。通过这次课程设计，我学到了很多东西，但也